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Journal of bioenergetics and biomembranes2014Dec01Vol.46issue(6)

血漿膜と小胞体Ca(2+)ATPaseの間の相互作用は、アゴニスト誘発性時間Ca(2+)ダイナミクスにおけるATPase

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文献タイプ:
  • Journal Article
概要
Abstract

細胞内自由Ca(2+)濃度([Ca(2+)] I)の変化は、信号伝達の送信機として機能し、広範な時間パターンを示します。遺伝的に均質な細胞型でさえ、永久アゴニスト刺激の下で異なるCa(2+)応答パターンを示します。Ca(2+)シグナル伝達では、連続アゴニスト刺激中のCa(2+)チャネルからのCa(2+)放出のダイナミクスとポンプの同時効果は不明です。この研究では、結合ACH刺激中の原形質膜(PMCA)および小胞体網膜膜(SERCA)におけるCa(2+)ATPaseの動的相互作用は、fluo-3およびFura-2ロードされたHEK 293細胞を使用して監視されます。細胞外Ca(2+)がない場合、最大および最大刺激用量でCa(2+)放出パターンを特徴付けます。それらのタイプ、振動頻度、応答時間に関する回答を分析します。LA(3+)(PMCAブロッカー)は、最大ACH治療の頻度と時間コースを変更しませんが、最大刺激振動周波数が堅牢な放出を重ね、[Ca(2+)] Iの応答時間は伸びるため、最大刺激振動周波数が増加します。LA(3+)の同様の効果は、量子Ca(2+)放出現象で観察されます。SERCAブロッカーであるCPAの存在下では、振動は完全に廃止されますが、応答時間は変わりません。また、連続受容体刺激中に、Ca(2+)放出が停止しないことも観察します。これらのデータは、Ca(2+)放出がアゴニスト刺激中に継続することを示唆している可能性がありますが、SERCAとPMCAは新しい定常状態を形成し、[Ca(2+)] iをその生理学的濃度に戻します。

細胞内自由Ca(2+)濃度([Ca(2+)] I)の変化は、信号伝達の送信機として機能し、広範な時間パターンを示します。遺伝的に均質な細胞型でさえ、永久アゴニスト刺激の下で異なるCa(2+)応答パターンを示します。Ca(2+)シグナル伝達では、連続アゴニスト刺激中のCa(2+)チャネルからのCa(2+)放出のダイナミクスとポンプの同時効果は不明です。この研究では、結合ACH刺激中の原形質膜(PMCA)および小胞体網膜膜(SERCA)におけるCa(2+)ATPaseの動的相互作用は、fluo-3およびFura-2ロードされたHEK 293細胞を使用して監視されます。細胞外Ca(2+)がない場合、最大および最大刺激用量でCa(2+)放出パターンを特徴付けます。それらのタイプ、振動頻度、応答時間に関する回答を分析します。LA(3+)(PMCAブロッカー)は、最大ACH治療の頻度と時間コースを変更しませんが、最大刺激振動周波数が堅牢な放出を重ね、[Ca(2+)] Iの応答時間は伸びるため、最大刺激振動周波数が増加します。LA(3+)の同様の効果は、量子Ca(2+)放出現象で観察されます。SERCAブロッカーであるCPAの存在下では、振動は完全に廃止されますが、応答時間は変わりません。また、連続受容体刺激中に、Ca(2+)放出が停止しないことも観察します。これらのデータは、Ca(2+)放出がアゴニスト刺激中に継続することを示唆している可能性がありますが、SERCAとPMCAは新しい定常状態を形成し、[Ca(2+)] iをその生理学的濃度に戻します。

A change in the intracellular free Ca(2+) concentration ([Ca(2+)]i) functions as a transmitter for signal transduction and shows a broad temporal pattern. Even genetically homogeneous cell types show different Ca(2+) response patterns under permanent agonist stimulation. In Ca(2+) signaling, the dynamics of the Ca(2+) release from the Ca(2+) channels during continuous agonist stimulation and the simultaneous effect of the pumps are unclear. In this study, the dynamic interaction of the Ca(2+) ATPases in the plasma membrane (PMCA) and the endoplasmic reticulum membrane (SERCA) during continuous ACh stimulation is monitored using Fluo-3 and Fura-2 loaded HEK 293 cells. We characterize Ca(2+) release patterns at the sub-maximal and maximal stimulation doses in the absence of extracellular Ca(2+). We analyze the responses regarding their types, oscillation frequency and response times. La(3+) (PMCA blocker) do not change the frequency and time courses in sub-maximal ACh treatment, while with the maximal stimulation oscillation frequency increase as oscillations superimpose on robust release, and response time of [Ca(2+)]i is elongated. A similar effect of La(3+) is observed in quantal Ca(2+) release phenomenon. In the presence of CPA, a SERCA blocker, oscillations are completely abolished, but response time does not change. We also observe that during continuous receptor stimulation, Ca(2+) release do not cease. These data may suggest that Ca(2+) release continues during agonist stimulation, but SERCA and PMCA form a new steady state and return [Ca(2+)]i to its physiological concentration.

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